9月21日，記者從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，該院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)基因組研究所楊青教授團(tuán)隊和中國科學(xué)院高能物理研究所研究員龔勇合作，首次揭示了幾丁質(zhì)生物合成的完整過程。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于國際期刊《自然》上。
幾丁質(zhì)俗稱甲殼素，是地球上含量最豐富的氨基聚糖，廣泛存在于真菌、節(jié)肢動物、軟體動物、環(huán)節(jié)動物、腔腸動物和原生動物等不同種類的生物中，其生物合成也是最古老的生物合成途徑之一。楊青團(tuán)隊研究解析了大豆疫霉菌中幾丁質(zhì)合成酶的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，首次揭示幾丁質(zhì)生物合成的完整過程包括三個步驟：酶與底物結(jié)合、新生成的幾丁質(zhì)鏈延伸、產(chǎn)物釋放，并闡明了活性小分子尼克霉素抑制幾丁質(zhì)生物合成的機(jī)制。
中國科學(xué)院院士、河北大學(xué)校長康樂表示，該研究是生物學(xué)領(lǐng)域的一項重大進(jìn)展，團(tuán)隊利用冷凍電鏡，首次從原子尺度揭示了由幾丁質(zhì)合成酶催化完成的一個多步驟、定向的幾丁質(zhì)生物合成過程。幾丁質(zhì)合成酶及其與底物、產(chǎn)物以及抑制劑結(jié)合的結(jié)構(gòu)信息，也為針對幾丁質(zhì)合成酶理性設(shè)計小分子從而控制有害昆蟲的種群數(shù)量帶來了新曙光。
中國工程院院士、貴州大學(xué)校長宋寶安指出，該研究解析了一個公認(rèn)的綠色農(nóng)藥分子靶標(biāo)——幾丁質(zhì)合成酶的三維結(jié)構(gòu)，闡明了幾丁質(zhì)生物合成的機(jī)制和抑制劑的作用機(jī)制，是我國科學(xué)家在農(nóng)藥分子靶標(biāo)研究領(lǐng)域的一個里程碑，有助于創(chuàng)制出重量級的綠色農(nóng)藥品種，提升我國農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的核心競爭力和對農(nóng)業(yè)有害生物的防控能力。
中國工程院院士、華東師范大學(xué)校長錢旭紅表示，該研究突破了幾丁質(zhì)這種生態(tài)環(huán)境友好型農(nóng)藥領(lǐng)域一個近50年的發(fā)展瓶頸，為人類數(shù)十年以來未能實現(xiàn)的夢想提供了舞臺：基于幾丁質(zhì)合成酶的結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)設(shè)計綠色農(nóng)藥。此研究成果標(biāo)志著中國農(nóng)藥研發(fā)水平提升到了基礎(chǔ)理論原始創(chuàng)新的高度。該工作也是全球農(nóng)藥創(chuàng)新研究與開發(fā)近幾十年來最重要的基礎(chǔ)性進(jìn)展之一。
